混凝土几种常见裂缝形成的原因及预防和处理措施

第一篇：混凝土几种常见裂缝形成的原因及预防和处理措施

混凝土常见裂缝原因及预防和处理措施

【摘要】 本文通过对几种常见混泥土裂缝形成的原因进行了分析，结合工程实践，系统介绍了预防和处理措施。

【关键词】混凝土

裂缝形成原因

预防

处理措施

1、概述

建筑物的破坏，特别是钢筋混凝土结构的破坏往往是从裂缝开始的。但是，并不是所有的裂缝都是建筑物危险的征兆。只有那些影响结构承载能力、稳定性、刚度以及节点构造的可靠性等类裂缝，才可能危及建筑物的安全使用。而大量常见的裂缝，如温度、收缩裂缝等，并不危及建筑物结构安全。因此，各类裂缝对建筑的危害是不同的，故对各类裂缝的处理应有区别。

下面就塑性裂缝、干缩裂缝、温度裂缝形成的原因及预防和处理措施进行阐述。

2、塑性裂缝

塑性裂缝出现在结构表面，形状不规则且长短不一，类似干燥的泥浆面。塑性裂缝大多出现在混凝土浇筑初期，一般在浇筑后4h左右出现。当混凝土本身与外界气温相差悬殊，或本身温度长时间过高(40℃以上)而气候又很干燥，便会出现塑性裂缝。塑性裂缝又称龟裂，严格说来属于干缩裂缝，出现很普遍。2.1裂缝形成的原因

2.1.1 混凝土浇筑后，表面没有及时覆盖，受风吹日晒，表面游离水分蒸发过快，体积急剧收缩，而此时混凝土早期强度低，不能抵抗这种变形应力，因而开裂。2.1.2 使用收缩率较大的水泥，水泥用量过多，或使用过量的细砂和粉砂。2.1.3 混凝土水灰比过大，或模板(指木模)过于干燥，也会导致这种裂缝出现。2.2 预防措施

2.2.1配制混凝土时，应严格控制水灰比和水泥用量，石子粒径应选用连续级配，选用中粗砂，以减小空隙率和含砂率。同时，浇筑混凝土时要振捣密实，以减小收缩量，提高混凝土抗裂强度。

2.2.2 浇捣混凝土前，将基层和模板浇水湿透。

2.2.3 混凝土浇筑完毕后，裸露的混凝土表面及时覆盖，按养护要求进行操作。2.2.4 在气温高、湿度低或风速大的天气下施工，混凝土浇筑完毕后，应及早进行浇水养护，使其保持湿润。大面积混凝土宜浇完一段，养护一段。此外，要加强表面的抹压和养护工作。

2.2.5 混凝土养护可采用覆盖湿草袋、塑料薄膜等方法。当表面发现微细裂缝时，应及时抹压一次，再覆盖养护。2.3 处理方法

此类裂缝对结构强度影响不大，但会使钢筋易锈蚀，且有损美观，一般可在表面抹一层薄砂浆进行处理。对于受力大的预制构件，也可在裂缝表面涂环氧胶泥或粘贴环氧玻璃布进行封闭处理。

3、干缩裂缝

干缩裂缝处在结构的表面，较细，多在0.05～0.2mm之间。其走向纵横交错，没有规律性。较薄的梁、板类构件或桁架构件的干缩裂缝，多沿短边方向分布；整体性结构的干缩裂缝，多发生在截面变化处；平面.上的干缩裂缝，多延伸到变截面部位或块体边缘；大体积混凝土的干缩裂缝在平面部位较为多见，侧面也常出现；预制构件的干缩裂缝多产生在箍筋位置。这类裂缝一般在混凝土露天养护完毕一段时间后，在表层或侧面出现，并随湿度和温度变化而逐渐发展。3.1 裂缝形成的原因

混凝土收缩有湿度收缩(即干缩)和自收缩之分。湿度收缩是混凝土中多余水分蒸发，随湿度降低、体积减小而产生的，其收缩量占混凝土总体积收缩量的绝大部分；自收缩为水泥化学作用引起的体积收缩，收缩量只有前者的1/5～1/10，一般可包括在湿度收缩内一起考虑。

3.1.1 混凝土成型后，养护不当，受到风吹日晒，表面水散发快，体积收缩大，而内部湿度变化很小，收缩也小，因而表面的收缩变形受到内部混凝土的约束，产生拉应力，引起混凝土表面裂缝；或者构件因水分蒸发产生体积收缩，受到地基或垫层的约束而出现干缩裂缝。

3.1.2 混凝土构件长期露天堆放，表面湿度经常发生剧烈变化。3.1.3 采用含泥量大的粉砂配制混凝土。

3.1.4 混凝土过度振捣，表面形成水泥含量较多的砂浆层。3.1.5 用后张法预应力制成的构件，露天生产后长久不张拉等等。3.2 预防措施

3.2.1 混凝土水泥用量、用水量和砂率不能过大，严格控制砂石的含泥量，严禁使用粉砂。混凝土应振捣密实，并注意对板面进行抹压，可在混凝土初凝后终凝前，进行二次抹压，以提高混凝土抗拉强度，减少收缩量。

3.2.2 加强混凝土早期养护，并适当延长养护时间。3.3 处理方法

为防渗漏和观感，可采用表面修理补平方法。先用钢丝刷将混凝土表面刷毛，清除表面附着污物，用水冲洗干净，干燥后无用环氧胶泥、乳胶水泥等嵌补混凝土表面缺损，最后用上述材料涂覆。

4、温度裂缝

混凝土表面出现的温度裂缝，其走向无一定的规律性，梁、板一类长度尺寸较大的构件，裂缝多平行于短边。对大面积的构件，裂缝常纵横交错。深入的和贯穿性的温度裂缝，一般与短边方向平行或接近于平行。裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，一般在0.5～10mm。高温引起的温度裂缝是中间粗两端细。冷缩裂缝的粗细变化不太明显，其宽度在0.5mm以下，且从上至下没有多大变化。温度裂缝大多发生在施工的中后期间，缝宽受温度变化影响较明显。4.1裂缝形成的原因

4.1.1 表面温度裂缝多缘于较大温差。特别是大体积混凝土基础在浇灌混凝土后，在硬化期间放出大量水化热，内部的温度不断上升，使混凝土表面和内部温差很大。当温差出现非均匀变化时，如施工中过早拆除模板，冬季施工过早拆除保温层，或受到寒潮袭击，都会导致混凝土表面急剧的温度变化，使其因降温而收缩。此时，表面受到内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力(内部降温慢，受自约束而产生压应力)，而混凝土早期抗拉强度又很低，因此出现裂缝(这种裂缝又称为内约束裂缝)。但这种温差仅在表面处较大，离开表面就很快减弱。因此，这种裂缝只在接近表面较浅的范围内出现，表面层以下结构仍保持完整。

4.1.2 深入和贯穿性的温度裂缝多缘于结构温差大。板面受高温时，钢筋混凝土大梁会出现温度裂缝，当梁的伸长率超过板时，板就产生温度裂缝。除梁、板高温裂缝外，在冬天时，板还会产生冷缩裂缝。以上结构的温度裂缝均属于深入和贯穿性的温度裂缝。4.2 预防措施

预防温度裂缝，可以从控制温度着手。首先应从设计上改进，针对梁、板出现的温度裂缝，先设置好必要的伸缩缝、变形缝和沉降缝，可以减少温度裂缝或不出现温度裂缝。在施工方面，着手改进施工工艺，改善混凝土性能，提高钢筋混凝土质量，同样可以减少温度裂缝。4.3 处理方法

温度裂缝对钢筋锈蚀及对混凝土碳化、抗冻融，抗疲劳(有动荷载)性能，均有不良影响，应采取措施处理。可以对之涂2遍环氧胶泥或贴环氧玻璃布。对有防水、防渗要求的结构，缝宽大于0.lmm的深入或贯穿性裂缝，应根据裂缝可灌程度，采用灌水泥浆或化学浆液(环氧、甲凝或丙凝浆液)方法进行裂缝填补，或者灌浆与表面封闭同时用。对宽度小于0.1mm的裂缝，由于后期水泥会自动生成氢氧化钙、硫酸铝、硫酸钙等类物质，能使裂缝自行愈合，可不加处理或只进行表面处理。

第二篇：混凝土裂缝原因分析及处理措施

混凝土裂缝原因分析及控制措施

韩恒梅

禄建民

平顶山工业职业技术学院（河南平顶山 467001）

摘要：混凝土裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响建筑物的外观、使用寿命，严重的将威胁到人民的生命、财产。本文对混凝土施工中裂缝的原因及控制措施作一初步探讨。

关键词：混凝土裂缝；混凝土裂缝的原因分析；混凝土裂缝的控制措施

The Reason Analyse and Control Measure of Concrete Crack

Hanhengmei Lujianmin Pingdingshan Industrial College of Technology（Henan Pingdingshan 467001）Abstract: The existing and developing of concrete crack can uaually erode some material just like reinforcing steel bar,low the carrying capacity、wearing and antiinfiltration capacity of reinforced concrete,influence the appearance、using time of building,and even threaten the life and wealth of human.The article mostly discusses the reason and control measure of concrete crack.Keywords: Concrete crack;The reason analyse of concrete crack;The control measure of concrete crack 0 前言

混凝土在现代工程建设中占有重要地位，而混凝土的裂缝较为普遍。混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均质脆性材料。由于混凝土施工、本身变形和约束等一系列问题，使混凝土裂缝成了土木、水利、桥梁、隧道等工程中最常见的工程病害。

裂缝的原因分析 由于混凝土的组成材料、微观构造以及所受外界影响的不同，混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格，模板变形，基础不均匀沉降等。

（1）混凝土在硬化的过程中，由于干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝，这种裂缝的宽度有时会很大，甚至会贯穿整个构件。

（2）混凝土在硬化期间水泥产生大量水化热，内部温度不断上升，在混凝土表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力，当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。

（3）在厚度较大的构件中，由于混凝土的塑性塌落受到模板或顶部钢筋的抑制，在浇捣后数小时会发生这种由于混凝土塑性塌落引起的裂缝。

（4）当有约束时，混凝土热涨冷缩所产生的体积涨缩，因为受到约束力的限制，在内部产生了温度应力，由于混凝土抗拉强度较低，容易被温度引起的拉应力拉裂，从而产生温度裂缝。由于太阳暴晒产生裂缝也是工程中最常见的现象。

（5）混凝土加水拌和后，水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应，析出的胶状碱——硅胶从周围介质中吸水膨涨，体积增大三倍，从而使混凝土涨裂产生裂缝。

（6）许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化，如养护不当、时干时湿，表面干缩变形受到内部混凝土体的约束，也往往产生裂缝。

（7）构件超载产生的裂缝，例如：构件在超出设计的均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩，出现垂直于构件纵轴的裂缝，构件在较大剪力作用下，产生斜裂缝，并向上、下延伸。（8）当结构的基础出现不均匀沉陷，就有可能会产生裂缝，随着沉陷的进一步发展，裂缝会进一步扩大。

（9）当钢筋混凝土处于不利环境中，例如：侵蚀性水，由于混凝土保护层厚度有限，特别是当混凝土密实性不良，环境中的氯离子等和溶于水中的氧会使混凝土中的钢筋生锈，生成氧化铁，氧化铁的体积比原来金属的体积大的多，铁锈体积膨胀，对周围混凝土挤压，使混凝土胀裂。

（10）由于原材料质地不均匀、水灰比不稳定以及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块体混凝土中其抗拉强度也是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。

而在施工过程中，我们最为常见的多是因温度而引起的裂缝。

在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。施工中混凝土由最高温度冷却到工程运行时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力，有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力。因此，掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

温度应力的分析

实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。

根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段：

（1）早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30天。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。

（2）中期：自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止，这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝上的弹性模量变化不大。

（3）晚期：混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相迭加。

温度的控制和防止裂缝的措施 为了防止裂缝，减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。控制温度的措施如下：

（1）采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；

（2）拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；（3）热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；（4）在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；

（5）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；

（6）施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施； 改善约束条件的措施是：

合理地分缝分块；避免基础过大起伏；合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露；改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要，应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。

加筋对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下，钢的各项性能是稳定的，而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小，在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7～15倍，当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时，钢筋的应力将不超过100～200kg／cm2。因此，在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难，但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时，对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝，其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅，但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。

为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能，我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究，比单纯的靠改善外部条件，可能会更加简捷、经济。结论

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此严格按规程、规范要求施工，严把质量关，防患于未来，尽可能地降低混凝土裂缝的出现；对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在具体施工中要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。

参考文献：

［1］郭正兴、李金根主编《建筑施工》，东南大学出版社 ［2］《建筑施工手册》第四版，中国建筑工业出版社 ［3］《现行建筑施工规范大全》，中国建筑工业出版社 ［4］赵国藩主编 《钢筋混凝土结构》，中国电力出版社 作者简介：

韩恒梅，女，河南省南阳人，1996年毕业于焦作工学院建筑工程系建筑工程专业，现在平顶山工业职业技术学院任教，讲师。

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第三篇：混凝土裂缝成因及预防处理措施

分析施工中混凝土裂缝成因及预防处理措施

裂缝是现浇混凝土工程中常遇到的一种质量通病。我国著名的裂缝研究专家王铁梦在《工程结构裂缝控制》一书中首先指出：根据大量的工程实践和近代工程材料的细观研究表明，建筑结构的裂缝是不可避免的，裂缝是人们可以接受的材料特征。分析其成因有利于我们在施工中对裂缝的控制和预防。

一、裂缝特征及种类

现浇楼板裂缝中大部分表现为：表面龟裂，垂直、水平裂缝，纵向、横向裂缝以及斜向裂缝，出现的裂缝不规则，不均匀，长度从几公分到几十公分不等；宽度大多数在0.2㎜以内,深5～15㎜左右,个别也有1～2㎜宽的贯穿性的裂缝；混凝土强度等级越高,出现的裂缝数量越多；板面双层配筋的部位出现的裂缝少；仅有单层配筋的部位，出现的裂缝较多。

裂缝是固体材料中的某些不连续现象。混凝土拌和物是由固、液气三相组成的非均质复合材料，成型之后在自然环境中受多种因素影响，形成肉眼看不到的微小缝隙，当缝隙继续发展，则称之为裂缝。根据裂缝宽度、深度和使用功能不同，其裂缝的分类主要有以下几种：

1、塑性收缩裂缝

混凝土摘初凝前出现泌水和水份急剧蒸发，引起失水收缩，此时骨料与水泥之间产生不均匀的收缩变形，由于它发生在混凝土终凝之前的塑性阶段故称之为塑性收缩，其收缩量可达1%左右。由塑性收缩产生的裂缝称之为塑性裂缝。当外界气温高，风速大，气候很干燥时尤为严重。

2、沉陷收缩裂缝

沉陷收缩裂缝简称沉陷裂缝。

产生自身沉陷裂缝的主要原因是：混凝土拌合料太稀，坍落度过大，沉陷量过高。这种裂缝在坍落度过大的泵送商品混凝土浇筑的结构中，特别是表面系数大的现浇结构中容易出现。在混凝土沉陷时受到钢筋抑制或新浇混凝土表面未认真压实导致沉陷所致。多在混凝土浇筑后2～3小时，表面明水消失时出现。

3、干燥收缩裂缝

干燥收缩裂缝简称干缩裂缝。

水分蒸发是造成干缩和塑性裂缝的主要原因。但塑性是在水泥硬化前短期内产生的，而干缩是在水泥硬化后较长时间产生的。这种干燥、蒸发是由表及里逐渐发展的。这种裂缝发生在表层很浅的位置，常被人们所忽视，但其危害性却不容人们所忽视。

所以，当混凝土强度等级越高，水泥用量越大，则产生的干燥收缩值将越大，出现的裂缝会越多，这是高标号混凝土容易开裂的主要原因之一。

4、温度收缩裂缝

水泥水化过程中产生大量的热能，内部温度会超过30℃以上；一般在1～3天即释放50%以上热能。由于散热的传递、积存，混凝土内最高温度多数发生在浇筑后3～5天，因内外散热条件不同，中心温度高，表面温度底，形成温度梯度，产生温度变形和温度应力。温度应力和温差成正比，温差越大应力越大；当温度应力大于内外约束应力则产生裂缝。

二、裂缝的危害

裂缝的存在是混凝土工程的隐患。裂缝分为有害裂缝和无害裂缝，虽然这些裂缝一般被认为对结构使用无多大危害。但在使用时仍需进一步控制，如表面细微裂缝，极易吸收侵蚀性气体或水份，当气温低于-3℃时，水分结冰体积膨胀会进一步扩大裂缝宽度和深度；受水分和气体侵蚀，会直接锈蚀钢筋，所以在实际施工中仍应对其进行有效控制。特别是避免有害裂缝的产生，以确保结构的可靠性。

三、裂缝产生的原因

裂缝的类型甚多，其产生的原因有：外荷载引起的裂缝；物理因素引起的裂缝；化学因素引起的裂缝；施工操作引起的裂缝。主要有

1、混凝土水灰比、坍落度过大，或使用收缩率较大的水泥，水泥用量过大，或使用过量粉砂。

混凝土强度值对水灰比的变化十分敏感，基本上是水和水泥计量变动对强度影响的叠加。因此，水、水泥、粉煤灰、减水型泵送溶液的计量偏差，将直接影响混凝土的强度。采用含泥量大的粉砂配制的混凝土由于砂粒径小收缩大，抗拉强度低，容易因塑性收缩而产生裂缝。泵送混凝土为了满足泵送条件：混凝土坍落度大，流动性好，浇筑时为图施工方便，采用集中放料，振动棒赶料，易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象（使用地泵时比较普遍），此时，混凝土脱水干缩，就会产生表面裂缝。泵送混凝土供应商为了保证混凝土的强度和可泵性、和易性往往采取加大水泥用量、减小骨料粒径，这样就会使混凝土因水泥用量过大而产生收缩、因骨料粒径过细而无法抵抗混凝土的收缩应力，最终混凝土因收缩而产生裂缝。

2、混凝土施工过分振捣，木模板过于干燥

在高层设计中，为尽量压缩墙厚，剪力墙中的连梁、暗柱的配筋粗而密，插入式振捣棒难以插入到每个部位进行恰倒好处的振捣，为防梁、柱底部砼出现蜂窝、狗洞，振捣手往往在能插振捣棒的地方过分振捣，造成粗骨料沉落砂浆上浮混凝土离析，表面呈现泌水,而形成竖向体积缩小沉落，造成楼板表面有较厚的砂浆层，待水分蒸发后，导致混凝土表面因收缩过大而形成凝缩裂缝。而木模板面层在浇筑砼之洒水不够，过于干燥，导致混凝土因失水过快而引起混凝土的塑性收缩，产生塑性收缩裂缝。特别是在春夏干燥季节，模板吸水量更大，必须要加强浇水和防范，控制裂缝。

3、混凝土浇捣后过分抹平压光和养护不当

当水泥浆浮在现浇楼层板时，如果再在表面过度的抹平压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面，形成含水量很大的水泥浆层，水泥浆中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳作用生成碳酸钙，引起表面体积碳水化收缩，导致混凝土板表面龟裂。而养护不当也是造成现浇混凝土板裂缝的主要原因。过早养护会影响混凝土的胶结能力,使混凝土表面跑砂、泛黄。过迟养护，由于受风吹日晒，混凝土板表面游离水分蒸发过快，水泥缺乏必要的水化水，而产生急剧的体积收缩，此时

混凝土早期强度底，不能抵抗这种应力而产生开裂。特别是夏、冬两季，因昼夜温差大，养护不当最易产生温差裂缝。

4、楼板的弹性变形及支座处的负弯矩

为赶工期，混凝土未达到规定强度，过早拆模，或者在混凝土未达到终凝时间就上荷载等。这些因素都可直接造成混凝土楼板的弹性变形，致使混凝土早期强度底或无强度时，承受弯、压、拉应力，导致楼板产生内伤或断裂。施工中不注意钢筋的保护，把板面负筋踩弯等。将会造成支座的负弯矩，导致板面出现裂缝。

5、减水剂的影响

资料表明：自从推广商品混凝土以来，结构裂缝普遍增多。为何会出现此类现象？除了泵送混凝土的水泥用量和砂率提高有关外,人们往往忽视了减水剂引起的负面影响。例如过去干硬性及预制混凝土的收缩变形约为4～6×10-4,而现在泵送混凝土收缩变形约为6～8×10-4,使得混凝土裂缝控制的技术难度大大增加。研究表明，在混凝土配合比相同情况下，掺入减水剂的坍落度可增加100～150㎜，但是它与基准混凝土的收缩值相比，却增加120～130%。同时，掺入不同类型的减水剂混凝土的收缩比是不相同的，一般是：木钙减水剂﹥三聚氰胺减水剂﹥氨基磺酸减水剂﹥聚丙烯酸减水剂。这说明商品混凝土浇筑的结构开裂机率大与减水剂带来的负面影响有关。但其机理有待于进一步研究。

6、高强钢筋及高强混凝土的大量应用及推广带来的影响

随着能源的日趋紧张和科学技术的进一步发展，目前建筑用钢筋的级别以发展到四级，混凝土强度等级以发展到C100。随着这些硬件的上升建筑设计钢筋的间距越来越大、钢筋的用量越来越小抵抗混凝土塑性开裂的能力则相对减弱；随着混凝土强度级别选用的提高，板的厚度相应减小，导致混凝土自身收缩加大而板又为簿板，无法抵抗其自身的收缩应力，使混凝土贯通性裂缝越来越普遍。

四、裂缝的预防措施

为了控制钢筋混凝土楼板面出现裂缝的数量和概率，结合近几年来施工的实

践经验，现从材料使用和施工操作方面，简述施工过程中的具体防治措施。在工程施工中具体抓以下几个环节：

1、从根本上解决楼板面负筋踩塌问题：积极与业主和设计单位沟通，在施工工程中确定用粗点的钢筋做马凳架立现浇板的上部负筋，确保板上层负筋不被踩弯、踩塌；在楼板浇捣、泵车布管时，采用专门的门式铁架支撑泵车管道和脚手架跳板，严禁在钢筋骨架上直接走人和操作；同时专人看护钢筋，浇混凝土前必须将钢筋整理到原设计部位。

2、严格控制商品混凝土的施工配合比，根据混凝土强度等级和质量检验以及和易性的要求确定配合比；严格控制水灰比和水泥用量；控制粉煤灰掺量；选择级配良好的石子、含泥量较小的中粗砂，减小空隙率和砂率，以减少收缩量，提高混凝土抗裂强度；对商品混凝土的坍落度进行逐车检查也是保证施工质量的重要因素。

3、在混凝土浇筑前，应先将基层和模板浇水湿润，避免过多吸收水分，浇捣过程中应尽量做到既振捣充分又避免过度。

4、混凝土楼板面的振捣要用平板震动器均匀、适度的振捣，防止过振使水泥浆上浮，过多时刮去表层的水泥浆，或增加粗骨料；浇筑完毕后，表面刮抹的动作力不宜过大，严禁在混凝土表面撒干水泥刮抹，或加水压光；加强混凝土早期养护；打完第二遍木壳后，立即在板面用塑料布等材料覆盖，进行保温保湿养护，防止强风和烈日报晒。

5、严格施工操作程序，不盲目赶工。杜绝过早上人、上荷载和过早拆模。通过在大梁两侧的面层内配置通长的钢筋网片，承受支座负弯矩，避免因不均匀沉降而产生的裂缝。

6、控制减水剂的用量品种，在泵送混凝土配合比中，要求商品混凝土生产厂家不再使用收缩比大的木钙减水剂和萘磺酸盐减水剂等，尽量使用新型的氨基磺酸减水剂和聚炳烯酸减水剂，或有微膨胀功能的ＫＬ－ＨＥＡ抗裂缝减水（防水）剂（中国建筑材料科学研究院研制）,产品使用前应复试合格方可使用,严禁

使用“三无”产品,假冒伪劣产品。

通过上述施工措施的制定和落实,施工中的混凝土裂缝会相对较少和能有效控制的。

五、裂缝的修复和处理方法

“建筑结构的裂缝是不可避免的,但其有害程度是可以控制的”。也就是说,出现裂缝并不可怕,关键是如何善于总结经验,吸取教训,逐渐控制裂缝的数量和有害程度,同时要及时与业主和监理方沟通,组织工程技术人员分析原因、制定修复方案和今后施工中的控制措施。主要的修复方法有:

1、对于一般混凝土楼板表面的龟裂,可先将裂缝清洗干净,待干燥后用环氧浆液灌缝或用1:1的水泥砂浆表面涂刷封闭。施工中若在终凝前发现龟裂时,可用木抹子再压一遍,裂缝即可闭合。

2、其它一般裂缝处理,其施工顺序为:清洗板缝后用1:1水泥砂浆抹缝,压平养护。

3、当裂缝较大时,应沿裂缝凿八字形凹槽,冲洗干净后,用1:2水泥砂浆抹平,也可以采用环氧胶泥嵌补。

4、当楼板出现的裂缝面积较大时,应对楼板进行静载试验,检验其结构安全性,必要时可在楼板上增做一层钢筋网片,以提高楼板的整体性。

5、通长、贯通的危险结构裂缝,裂缝宽度大于0.3㎜的,采用结构胶粘扁钢加固补强。板缝用灌缝胶高压灌胶。

第四篇：混凝土裂缝的形成原因及预防论文 2

混凝土裂缝的形成原因及预防

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混凝土裂缝的形成原因及预防

摘要

随着建设规模的不断扩大及人们对建筑工程质量重要性认识的提高，混凝土以其技术、经济上的优越性，尤其是稳定、可靠、优良的质量深受建设单位的青睐，得到了广泛的发展，所以混凝土在现代工程建设中占有重要地位。然而混凝土裂缝问题随处可见，已经成为了一个普遍存在而又难于解决的建筑工程实际问题。近代科学研究和大量的混凝土工程实践证明，在混凝土工程中裂缝问题是不可避免的，但是科学的要求是将其有害程度控制在允许的范围内。因此本文通过研究混凝土裂缝，找出混凝土产生裂缝的主要原因，并且分析影响混凝土产生裂缝的主要原因,得出了混凝土裂缝问题要以预防为主的观点。现就本人所学的理论知识结合本人的实践经验浅谈施工中常见的混凝土裂缝种类,并提出了具有针对性的预防方法。使施工人员为今后工程实践起到简单的导引作用。

关键词：混凝土；裂缝；原因；分析；预防

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目录

第一章 前言................................................................1 第二章 混凝土裂缝的基本概念................................................2 2.1产生混凝土裂缝基本原理...............................................2 2.1.1微观裂缝定义....................................................2 2.1.2宏观裂缝定义....................................................2 2.2混凝土裂缝的限制标准.................................................2 第三章 混凝土裂缝产生的原因................................................4 3.1混凝土裂缝成因.......................................................4 3.1.1材料质量引起的裂缝..............................................4 3.1.2荷载引起的裂缝..................................................4 3.1.3温度变化引起的裂缝..............................................4 3.1.4湿度变形引起的裂缝..............................................5 3.1.5基础变形引起的裂缝..............................................5 3.1.6冻胀引起的裂缝..................................................5 3.1.7施工工艺引起的裂缝..............................................5 第四章 常见混凝土裂缝的种类及预防措施......................................7 4.1混凝土干缩裂缝.......................................................7 4.1.1产生混凝土干缩裂缝的重要原因....................................7 4.1.2预防干缩裂缝产生的措施..........................................8 4.2混凝土塑性收缩裂缝...................................................8 4.2.1产生混凝土塑性收缩裂缝原因......................................8

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4.2.2预防塑性收缩裂缝产生的措施......................................9 4.3混凝土深陷裂缝........................................................9 4.3.1产生混凝土深陷裂缝的原因........................................9 4.3.2预防产生深陷裂缝的措施..........................................9 4.4混凝土温度裂缝......................................................10 4.4.1产生混凝土温度裂缝的原因.......................................10 4.4.2预防温度裂缝的措施.............................................11 4.5化学反应引起的裂缝..................................................12 4.5.1产生混凝土碱骨料反应引起的裂缝原因.............................12 4.5.2预防碱骨料反应引起的裂缝的措施.................................12 4.5.3产生混凝土钢筋锈蚀引起的裂缝原因...............................12 4.5.4预防钢筋锈蚀引起的裂缝的措施...................................13 结束语.....................................................................14 参考文献...................................................................15 致谢.......................................................................16

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第一章 前言

随着我国科技水平的高速发展,混凝土已经普遍用于工业和民用建筑中。在建筑工程施工过程中，混凝土是城市建设中广泛使用的建筑材料，但是伴随这类材料的生产研究与应用，混凝土质量问题一直困扰着施工人员,其中尤为突出混凝土裂缝问题反映强烈，引起工程界及社会各界的广泛关注。混凝土作为一种广泛应用的建筑材料，是现代建筑主体不可缺少的重要组成部分。由于混凝土自身所具有的特点，施工环境与施工温度等条件约束，会使混凝土极易产生裂缝。使其内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响建筑物的外观、使用寿命，严重者将会威胁到人的生命财产安全。作为一个建筑工作者，在当前施工中如何克服混凝土裂缝是一件非常重要的事，裂缝产生的形式和种类很多，有设计方面的原因，也有环境方面的原因，但更多的是施工过程的各种因素组合产生的，要根本解决混凝土裂缝问题，还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。所以本文通过分析了混凝土裂缝形成的原因，并且针对常见混凝土裂缝，如混凝土干缩裂缝、混凝土塑性收缩裂缝、混凝土深陷裂缝、混凝土温度裂缝、化学反应引起的裂缝，预防措施提出自己的一些看法，为今后工程实践起到简单的导引作用。

第二章 混凝土裂缝的基本概念

2.1产生混凝土裂缝基本原理

混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均匀物质。正是由于混凝土显现出一些非均质的特性，所以硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴，然而微孔隙与气穴相互贯穿才使混凝土出现裂缝。混凝土裂缝分为微观裂缝和宏观裂缝，微观裂缝通常是一种无害裂缝，对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后，微裂缝就会不断的扩展和连通，最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝，也就是混凝土工程中常说的裂缝。2.1.1微观裂缝定义

主要是混凝土中非均匀物质和水泥与水发生水化反应过程中各组成部分之间发生的变形不均产生的。微观裂缝在荷载不超过设计规定的条件下，一般视为无害，用实体显微镜观察、X射线或超声波探测仪等物理检验手段都可鉴定出这种裂缝，另外一种最直接的方法就是用渗水观察，一定压力的水可以从混凝土内部的裂缝中渗透出来。2.1.2宏观裂缝定义

是指宽度在0.05mm以上，用肉眼可以直接看到的裂缝。宏观裂缝一般在设计允许条件下，宽度小于0.1mm的裂缝可以被认为是无害的，但是这里必须有个前提，即裂缝不再扩展。

2.2混凝土裂缝的限制标准

“按混凝土裂缝的限制标准，混凝土裂缝可分为无害裂缝和有害裂缝［1］”。

无害裂缝的基本概念：①裂缝的出现对结构耐久性、安全性、稳定性无影

响。②裂缝无渗漏水，且不贯通③裂缝宽度小于0.2mm，且不渗漏水。④裂缝可自愈。

有害裂缝的基本概念：①混凝土结构产生的裂缝对耐久性受到影响。②裂缝有渗漏水。③裂缝贯穿结构层。④混凝土结构的冷缝明显且有渗漏水。⑤裂缝的深度与构造钢筋相连，形成钢筋串水⑥裂缝的宽度大于0.2mm，且不能自愈。⑦裂缝密度显网状。⑧裂缝对结构安全性、稳定性有危害程度。

第三章 混凝土裂缝产生的原因

通过上章对混凝土裂缝的描述，我们可以分析出混凝土裂缝绝大多数发生在施工阶段，其原因复杂多变，可分为微观裂缝和宏观裂缝。裂缝产生的形式和种类很多，有设计方面的原因，但更多的是施工过程的各种因素组合产生的，要根本解决混凝土中裂缝问题，还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手，结合本人所学与实际经验产生混凝土裂缝的原因大致可划分如下几种：

3.1混凝土裂缝成因

3.1.1材料质量引起的裂缝

“混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成［2］”。配置混凝土所采用材料质量不合格，可导致结构出现裂缝。比如：水泥安定性不合格，水泥中游离的氧化钙含量超标；水泥强度不足，水泥受潮或过期；水泥含碱量较高同时又使用含有碱活性的骨料；砂石粒径太小、级配不良、空隙率大；砂石中云母、泥沙、有机质和轻物质的含量较高；拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高。3.1.2荷载引起的裂缝

结构受荷后产生裂缝的因素很多，施工中和使用中都可能出现裂缝。例如早期受震、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉预应力值过大等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋砼梁、板受弯构件，在使用荷载作用下往往会出现不同程度的裂缝。3.1.3温度变化引起的裂缝

“混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝［3］”。譬如，桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后，温度明显高于其它部位，温度梯度呈非线形分布，由于受到自身约束作

用，导致局部拉应力较大，出现裂缝；大体积混凝土（厚度超过2.0米）浇筑之后由于水泥水化放热，致使内部温度很高，内外温差太大，致使表面出现裂缝。

3.1.4湿度变形引起的裂缝

“混凝土在空气中结硬时，体积会逐渐减小，一般谓之干缩［4］”。收缩裂缝较普遍，常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等，通常是因为养护不良造成。混凝土的收缩值一般为0.2～0.4‰，其发展规律是早期快、后期缓慢。3.1.5基础变形引起的裂缝

由于地质勘察精度不够试验资料不准、地基地质差异太大、结构荷载差异太大、结构基础类型差别大、基础分期建造、地基冻胀、基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质段、原有地基条件变化等原因，使基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。3.1.6冻胀引起的裂缝

“大气气温低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转变成冰，体积膨胀9%，因而混凝土产生膨胀应力；同时混凝土凝胶孔中的过冷水在微观结构中迁移和重分布引起渗透压，使混凝土中膨胀力加大，混凝土强度降低，并导致裂缝出现［5］”。3.1.7施工工艺引起的裂缝

施工工艺涉及的面很广，一般常见的有：混凝土的搅拌、运输、浇筑、振捣各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能是裂缝产生的直接或间接原因；模板构造不当，漏水、漏浆、支撑刚度不足、过早拆模等都可能造成混凝土开裂；混凝土养护，特别是早期养护质量与裂缝的关系密切；混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝；施工质量控制差，任意套用混凝土配合比，水、砂石、水泥材料计量不准，造成混凝土强

度不足和其他性能（和易性、密实度）下降，也可导致结构开裂。

第四章 常见混凝土裂缝的种类及预防措施

通过上两章对混凝土裂缝原因的描述与分析，可得出在工程建设中混凝土裂缝问题是不可避免的，但可采取有效的预防措施，使其尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度，尤其要尽量避免有害裂缝的出现，从而可以确保工程质量。但要如何对工程建设中一些常见的混凝土裂缝问题进行有效的控制呢？只有正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。以下是结合本人所学与工作实践，对工程中一些常见的混凝土裂缝现象进行了一些初步分析与探讨，提出了一些具有针对性的预防措施，具有一定的实用性和可操作性，对类似的工程问题有指导意义。

4.1混凝土干缩裂缝

4.1.1产生混凝土干缩裂缝的重要原因

“产生混凝土干缩裂缝的重要原因是水分的蒸发，这种蒸发干燥过程总是由表及里逐步发展的，因而湿度总是不均匀的，干缩变形也是不均匀的［6］”。混凝土干缩机理比较复杂，最主要的原因是混凝土内部空隙水蒸发变化时引起的毛细管引力，水泥水化生成的大量微细孔隙，在干燥条件下，胶体中自由水逐渐蒸发产生毛细管引力，胶体孔隙受到压缩，胶体的体积随着水分的蒸发减少而不断收缩，从而引起混凝土体积收缩。胶体的数量及其特性随着水泥的化学成分、细度、水灰比、龄期而不同。一般来说，单位用水量和水泥用量比较多的混凝土胶体数量多，而混凝土的干缩变形也比较大。混凝土的干缩裂缝取决于干缩、徐变、弹性性质和抗拉强度等方面的综合作用，当存在以下有三个基本条件：①混凝土发生干缩变形，②处于约束状态，③干缩应力达到混凝土抗拉强度。此时混凝土会出现干缩裂缝的主要原因。

影响干缩的主要因素

由此可以看出影响混凝土干缩变形的主要因素为水泥品种、混凝土的配

合比和养护条件。4.1.2预防干缩裂缝产生的措施

①选用干缩较小的水泥品种：普通水泥的干缩要低于矿渣水泥；

②合理调整混凝土的配合比：采用低水灰比，低单方水泥和低用水量，同时还宜降低砂率，尽量采用粗砂；

③适当提高混凝土的抗拉强度。在水泥用量一定的条件下，缩小水灰比可使混凝土抗拉强度增高大于混凝土干缩应力的增加，有减少裂缝的趋势。使用早强剂可提高混凝土的早期强度，但干缩也随之加大，因此，应以提高抗裂安全为目的，综合考虑后采取措施。

④施工时应掌握正确的振捣方法，确保混凝土的密实，同时以要避免过振捣。加强湿水养护，确保养护质量，尽量延迟干缩的发生。

⑤采用合理的设计构造措施：合理设置伸缩缝，减轻约束作用，缩小约束范围。同时薄壁构件的配筋采用小直径，增加布筋密度的方式，可减少裂缝发展的趋势。

4.2混凝土塑性收缩裂缝

4.2.1产生混凝土塑性收缩裂缝原因

“塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩［7］”。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态。较短的裂缝一般长20-30cm，较长的裂缝可达2-3m，宽1-5mm.其产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。

影响塑性收缩开裂的主要因素

“由于此可以看出影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度［8］”。4.2.2预防塑性收缩裂缝产生的措施

①是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。

②是严格控制水灰比，掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量。

③是浇筑混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透。

④是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等，保持混凝土终凝前表面湿润，或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。

⑤是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。4.3混凝土深陷裂缝

4.3.1产生混凝土深陷裂缝的原因

深陷裂缝的形成是由于结构地基强度出现问题而引起不均匀沉降，或者在混凝土硬化过程中出现模板刚度不足、支撑底部松动等，使混凝土结构产生深陷裂缝。另外，过早拆模或者承受荷载，也容易引起构件的力学变形，导致板面裂缝出现。“此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈30°-45°角方向发展，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系［9］”。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。影响深陷裂缝的主要因素

由此可以看出影响深陷裂缝的主要因素有结构、构件下面的地基处理基及模板的使用。

4.3.2预防产生深陷裂缝的措施

①要确保地基处理质量，原地基要达到设计要求的承载能力，回填土地基

夯实达到设计要求的压实系数。

②是严格基坑或地基周围的防护措施，防止水的漫漶或浸入而导致地基松动。

③是模板有足够的强度和刚度，加强牢固支撑，且使地基受力均匀。

④是在混凝土生长到足够的强度后再拆除模板，注意拆模的合理作业顺序。

4.4混凝土温度裂缝

4.4.1产生混凝土温度裂缝的原因

“表面温度裂缝，多由于温度较大［10］”。混凝土结构，特别是大体积混凝土基础浇筑后，在硬化期间放出大量水化热，内部温度不断上升，使混凝土表面和内部温差很大。当温度产生非均匀的降温时（如施工中注意不够，过早拆除模板；冬季施工，过早除掉保温层，或受到寒潮袭击），将导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩，此时表面胺到内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力（内部降温慢，受自约束而产生压应力），而混凝土早期抗拉强度和弹性模量很低，因而出现裂缝（这种裂缝又称为内约束裂缝）。但这种温差仅在表面处较大，离开表面就很快减弱。因此，裂缝只在接近表面较浅的范围出现，表面层以下结构仍保持完整。深进的和贯穿的浊裂缝多由于结构降温差较大，受到外界的约束而引起的。当大体积混凝土基础、墙体浇灌在坚硬地基（特别是岩石地基）或厚大的老混凝土垫层上时，没有采取隔离层等放松约束的措施，如果混凝土浇灌时温度很高，加上水泥水化热的混凝土冷却收缩，全部或部分地受到地基、混凝土垫层或其他外部结构的约束，将传统在混凝土浇筑后2-3个月或更长时间出现，裂缝较深，有时是贯穿性的，将破坏结构的整体性。基础工程长期不回填，受风吹日晒或寒潮袭击作用；框架结构的梁、墙板、基础梁，由于与刚度较大的柱、基础连接，或预制构件浇筑在台

座伸缩缝处，因温度变形受到约束，降温时也常出现这类裂缝。采用蒸气养护的预制构件，混凝土降温制度控制不严，降温过速，或养生窑坑急剧揭盖，使混凝土表面剧烈降温，而受到肋部或胎模的约束，常导致构件表面或肋部出现裂缝。

影响混凝土温度裂缝的主要因素

由此可以看出影响混凝土温度裂缝的主要因素有①内约束裂缝：由于混凝土内外温差过大引起的。②外约束裂缝：由于平均降温过大引起的。4.4.2预防温度裂缝的措施

①尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。

②水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。

③水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充。

④提高水泥浆与骨料的粘结力,挺高混凝土抗裂性能。

⑤在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高混凝土抗拉强度,大幅度提高混凝土的抗裂性能。

⑥掺减水防裂剂后混凝土缓凝,时间适当,在有效防止水泥迅速水化放热基础上,避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。

⑦混凝土的浇筑:大体混凝土浇筑主要有三种方式:其一,分层平行推进;其二,分层斜面推进;其三,分层交错推进方式。需要根据混凝土浇筑量、构件形式、混凝土浇筑方式等进行确认。分层浇筑可以增大散热面积,保证施工质量。

⑧混凝土的振捣:实行快插慢拔、分层振捣的振捣方法。振捣上一层时插入下一层混凝土5cm以消除两层间的接缝。通过二次振捣可以使混凝土更加密实,对提高混凝土的抗拉能力很有力。

⑨加强混凝土的养护和温度监测。

⑩混凝土养护是保证混凝土质量一道十分重要工序,必须认真切实做好。本工程采用自然养护,即在混凝土表面盖薄膜或草、麻袋,保证混凝土表面充分潮湿。大体积混凝土养护过程中,应对混凝土浇筑块体的内表温度、顶面及底面温度,室外气温进行监测。根据监测结果对养护措施做出相应的调整,确保温控指标的要求。施工中,常用混凝土温度测定仪实行24h监控,监控期一般为15d,测温时应做好记录。

4.5化学反应引起的裂缝

碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是混凝土中最常见的化学反应而引起的裂缝。

4.5.1产生混凝土碱骨料反应引起的裂缝原因

碱骨料反应裂缝发生的原因是：混凝土拌和后会产生一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现中混凝土结构使用期间，一旦出现很难补救，因此应在施工中采取有效措施进行预防。4.5.2预防碱骨料反应引起的裂缝的措施

①选用碱活性小的砂石骨料。

②选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂。

③选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。4.5.3产生混凝土钢筋锈蚀引起的裂缝原因

钢筋锈蚀引起的裂缝发生的原因是：由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢

筋保护层较薄，有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀，锈蚀的钢筋体积膨胀，导致混凝土胀裂，此种类型的裂缝多为纵向裂缝，沿钢筋的位置出现。4.5.4预防钢筋锈蚀引起的裂缝的措施

①保证钢筋保护层的厚度。

②混凝土级配要良好。

③混凝土浇注要振捣密实。

④钢筋表层涂刷防腐涂料。

3结束语

本文通过介绍混凝土裂缝的基本概念，找到了主要影响产生混凝土裂缝的基本因素。我根据产生混凝土裂缝的基本因素进行分析，对混凝土裂缝做了种类划分即干缩裂缝、塑性收缩裂缝、深陷裂缝、温度裂缝、化学反应引起的裂缝，并对其成因进行分析，提出了相应的预防措施。得到了裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性。在混凝土工程施工中，混凝土材料、荷载、温度、湿度、基础、施工工艺，是产生裂缝的常见原因，在施工过程中，如果能针对工程特点和施工环境，分析可能产生裂缝的不利条件，区别对待，采用合理的方法进行预防，对于保证工程质量将起到积极的作用。

综上所述，对于混凝土裂缝的控制是一个综合性的问题，需要经过设计、监理、施工及使用方等多方面的配合。随着当今社会我们对混凝土耐久性研究的不断深入，材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高，相信混凝土裂缝问题将会逐渐得以圆满地决。

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大众﹙科学教育﹚, 2011年;第03期，第178页.致谢

论文基本完成了，借此机会感谢老师在我写论文期间给我全面细致的辅导,从开始写开题报告给予我的建议，再到写论文时给我的格式资料与论文指导和指出我参考文献格式的错误，给予我很大的帮助。谢谢老师给予我的辅导，我在这里说一声“老师，你辛苦了”。

第五篇：空心板梁常见裂缝的形成原因及维修处理措施

空心板梁常见裂缝的形成原因及维修处理措施

赵阳

（吉林市市政设施管理处

吉林 132011）

摘 要：空心板梁是我国常用的小跨径梁体，但其在使用过程中混凝土常出现许多裂缝，本文通过对空心板梁各种类型的裂缝的汇总和成因分析，提出各类裂缝的防治和加固处理措施。

关键词：空心板梁；荷载裂缝；非荷载裂缝；裂缝形成的原因；维修处理措施 引言

空心板梁是目前我国中、小桥上部结构使用最为广泛的结构类型，其工作状态直接关系到桥梁的安全，而空心板梁日常使用中最常见的病害就是裂缝，虽然裂缝在规范里是作为正常使用状态中耐久性来评价，但结构损坏乃致倒塌往往是从裂缝的扩展开始的，随着时间的推移桥梁结构逐渐由安全状态转化为危险状态，因此需准确分析空心板梁裂缝形成的原因，为其养护维修或加固提供技术依据。

空心板梁常见裂缝主要有两类：荷载裂缝和非荷载裂缝，在预应力混凝土梁和非预应力混凝土梁中两者的存在情况也不一样，预应力混凝土中以非荷载裂缝居多，而普通钢筋混凝土空心板梁常出现的裂缝为荷载裂缝，因此在裂缝分析中需准确测量其宽度和深度，判断裂缝的性质和成因，评价裂缝对结构安全的影响，提出养护或维修加固措施。空心板梁荷载裂缝

2.1 普通钢筋混凝土空心板梁 2.1.1 梁底横向裂缝

普通钢筋混凝土空心板梁梁底横向裂缝是最为常见的裂缝类型，这种裂缝通常横

向贯通梁底，裂缝位置基本位于空心板梁，基本位于1/4～3/4跨，这些裂缝是空心板梁在荷载作用下产生的正弯矩裂缝。

此类裂缝在检测过程中应注意裂缝的宽度，当裂缝宽度小于规范规定的限值（《城市桥梁养护技术规范》（CJJ 99-2003）和《公路桥涵养护规范》（JTG H11-2004）规定的钢筋混凝土梁裂缝宽度限值分别为0.20mm、0.25mm，以下简称规范），不影响桥梁的承载能力，是正常的荷载裂缝；当裂缝宽度大于规范规定的限值，且梁底裂缝向两侧腹板延伸，尤其是跨中挠度出现较大变形，裂缝宽度扩展至空心板梁理论计算的中性轴高度时，此类病害往往出现在空心板梁对应的桥面铺装出现纵向贯通裂缝，梁间剪力铰遭到破坏，形成单梁受力状态，空心板梁受拉区钢筋处于屈服阶段或受压区混凝土中和轴的高度在不断上移，是空心板梁即将破坏的预兆，应引起足够的重视，应及时进行加固或更换梁板，典型图见图1。

若空心板梁梁底出现横向裂缝且对应桥面出现纵向贯通裂缝，加固措施为人工凿除原桥面铺装混凝土，修复梁间损坏的剪力铰，若空心板梁间铰缝钢筋损坏，须在空心板梁原剪力铰两侧植筋，然后用钢筋钢纤维混凝土重筑桥面铺装，并适当增加桥面铺装钢筋，并增设剪力钉，确保所设铺装层与主梁共同作用。

图1 松江区某桥空心板梁跨中严重下挠，该桥已拆除重建

2.1.2 梁底纵向裂缝

普通钢筋混凝土空心板梁梁底常会出现纵向裂缝，此类裂缝大多与空心板梁空腔

最低处相对应，裂缝宽度较大，个别裂缝宽度达到0.5mm，往往部分裂缝表面有明显的渗水痕迹或白色结晶物析出,典型照片见图2。

纵向裂缝形成的原因是由于空心板梁底板混凝土中钢筋较密，粗骨料不易进入空腔最低处导致细骨料较多，此处也不易振捣(见图3)，使空腔最低处混凝土横向收缩应力较其它处大而开裂。裂缝表面明显渗水痕迹表明裂缝已贯通空腔底板厚度，裂缝渗水是由于空心板梁内积水所致，梁内积水是由于梁端堵头板破损，其上伸缩缝止水带失效或桥面连续处开裂，导致桥面雨水下渗并通过破损的堵头板进入梁空腔内。裂缝表面泛白是由于水从缝隙中渗出时将混凝土中Ca(OH)2带出，与空气中CO2作用形成白色CaCO3结晶。

裂缝处治措施：此类裂缝对承载能力并不影响，仅影响耐久性。应先对存在明显渗水痕迹的空心板梁梁底空腔较低处钻孔泄水，然后清洗裂缝表面，风干后涂刷渗透结晶型浆料两遍，封闭裂缝。

图2 空心板梁底纵向开裂并有明显渗水痕迹

梁底纵向裂缝梁底纵向裂缝

图3 空心板梁空腔底部振捣不密实而开裂

2.1.3 腹板竖向裂缝

普通钢筋混凝土空心板梁跨中腹板也经常会出现竖向裂缝（见图4），裂缝呈枣核形状，即两端细、中间粗，是典型的收缩裂缝，裂缝下端细是由于空心板梁底部配筋量大，上端由于逐渐延伸至受压区而消失，中间粗是由于腹板侧面中部纵向配筋较少，混凝土收缩而使缝宽加大。

值得注意的是，部分空心板梁腹板竖向收缩裂缝下端经常与梁底横向裂缝重合，容易造成收缩裂缝的长度误判为横向裂缝开裂高度。遇到这种情况应根据裂缝梁底横缝的宽度和跨中挠度变化加以区分。空心板梁竖向收缩裂缝不影响结构承载能力，仅影响耐久性，只需封闭裂缝即可。

图4 空心板腹板竖向裂缝

2.1.4 腹板斜向裂缝

普通钢筋混凝土空心板梁梁端时常出现斜向裂缝(见图5)，这类裂缝通常表现为两种形态：一种为中间宽两端细，呈枣核状，与梁体顺桥向呈45°夹角，为腹剪斜裂缝；另外一种为上细下宽，由竖向裂缝引伸而成的斜向裂缝，裂缝从主应力轨迹图上看，在剪弯区段截面的下边缘，主拉应力还是水平向，为弯剪斜裂缝。梁端斜裂缝是由于空心板梁梁端抗剪能力不足所致。裂缝处治措施：裂缝宽度不超过规范规定的限值时，进封闭裂缝即可；若裂缝宽度超过规范规定的限值应对梁端腹板进行加固，以提高其抗剪承载能力，通常采用粘贴钢板或梁端增大截面法加固。

图5 空心板梁梁端斜裂缝

2.2 预应力混凝土空心板梁 2.2.1 梁底纵向裂缝

预应力空心板梁梁底端部一定范围和空腔最低处均容易出现纵向裂缝(见图6)，梁端一定范围纵向裂缝是由于预应力钢筋放张时混凝土强度尚未达到规定的要求，使梁端混凝土纵向受压较大，横向则受拉，当其拉应变大于当时混凝土的极限拉应变即会沿预应力方向开裂，由于大多数预应力空心板梁梁端设有预应力隔离段，所以此类纵向裂缝会在梁端一定范围产生。梁底其他区域空腔正下方纵向裂缝除上述原因外，同时由于空心板梁底板混凝土中钢筋较密，粗骨料不易进入空腔最低处导致细骨料较多，此处也不易振捣，使空腔最低处混凝土横向收缩应力较其它处大，上述两因素导致预应力空心板梁空腔最低处易产生纵向裂缝。

裂缝最大宽度超过规范规定的限值，将不利于空心板梁的耐久性，尤其是裂缝渗水，如不及时维修处理，梁内预应力钢筋由于压力腐蚀其锈蚀速率将会更快，当锈蚀严重时会引起承载能力的降低。针对此类裂缝建议先对存在明显渗水痕迹的空心板梁梁底空腔较低处钻孔泄水，然后清洗裂缝表面，风干后涂刷渗透结晶型浆料两遍，封闭裂缝。

图6 空心板梁梁底纵向裂缝

2.2.2 梁底横向裂缝

预应力空心板梁根据规范规定不允许出现横向裂缝，一旦产生横向裂缝说明预应力不足，应引起高度重视，及时进行专项加固，通常对空心板底板采取体外预应力、梁底粘贴碳纤维布加强或体外预应力和碳纤维布相结合,见图7和图8。

预应力空心板梁梁端有时可能出现横向裂缝，如果梁底横向裂缝向两侧腹板延伸，可能是弯剪斜裂缝引起的，这种裂缝通常在腹板的延伸高度在同一水平线上；如果横向裂缝较短，且不贯通梁底，可能是由于混凝土收缩引起的。

图7 碳纤维布粘贴

图8 碳纤维布粘贴位置示意图

2.2.3 预应力空心板梁腹板斜向裂缝

预应力空心板梁梁端腹板偶尔也会出现斜向裂缝（见图9），这类裂缝分为弯剪斜裂缝和腹剪斜裂缝两种，裂缝产生原因都是梁端抗剪能力不足所致。裂缝宽度不超过规范规定的限值时，进封闭裂缝即可；若裂缝宽度超过规范规定的限值应对梁端腹板进行加固，以提高其抗剪承载能力，通常采用粘贴钢板或梁端增大截面法加固。

图9 预应力空心板梁梁端斜裂缝 空心板梁非荷载裂缝

3.1 混凝土收缩引起的裂缝

混凝土是用水泥、水、砂、石子等按设计比例配制，经搅拌、成型、养护而形成的。混凝土在施工过程中会经过化学、物理和碳化等一系列收缩，当收缩受到约束而产生的拉应变大于当时混凝土的极限拉应变就会产生与拉应力方向相垂直的裂缝，如空心板梁腹板表面龟裂等。这类裂缝仅需用渗透结晶型材料封闭即可。3.2 钢筋锈蚀引起的裂缝

空心板梁由于钢筋锈蚀而混凝土开裂最为常见，这是因为钢筋在潮湿的环境中与空气中的氧气发生化学反应生产三氧化二铁即铁锈的主要成分，其体积是将增大2~4倍，最终导致混凝土被胀裂，这类裂缝的特点是裂缝沿着钢筋走向发展。

要分析钢筋锈蚀的原因首先要搞清楚钢筋锈蚀和混凝土开裂的先后顺序。若先钢筋锈蚀后混凝土开裂，原因有两种：一是包裹在钢筋周围的混凝土保护层偏薄，保护

层过早全面碳化，致使混凝土中的钢筋失去碱性保护而锈蚀；二是混凝土中氯离子含量超标而侵蚀钢筋，当混凝土中氯离子超标时虽然钢筋周围的混凝土未碳化，钢筋仍然会锈蚀，这是因为氯离子半径小，活性大，具有很强穿透钝化膜的能力，氯离子首先吸附在钝化膜有缺陷处，使氢氧化铁反应成易溶的氯化铁，使钝化膜局部破坏，产生坑蚀。若先混凝土开裂后钢筋锈蚀，要确定混凝土开裂的原因，如荷载裂缝宽度过大或骨料膨胀引起混凝土开裂等，导致外界腐蚀物直接锈蚀钢筋。

钢筋锈蚀引起的裂缝虽然是耐久性范畴，但是空心板梁的主筋锈蚀易导致混凝土与钢筋之间的握裹力减弱，钢筋截面减小，进而降低承载能力，尤其是预应力钢筋锈蚀后，应力腐蚀速度很快，应该引起足够的重视。混凝土剥落露筋处钢筋进行除锈，清理干净后用聚合物修补砂浆进行修补，特别应注意的是，在修补之前必须对露筋锈蚀周围起壳混凝土彻底凿除，钢筋完全除锈，否则类似病害仍将再次发生。空心板梁主筋严重锈蚀的应对主筋钢筋有效面积折减后进行承载能力检算，承载能力不足的可采用粘贴碳纤维布或钢板进行补强。3.3 碱骨料膨胀引起的裂缝

在空心板梁病害检查过程中发现，空心板梁混凝土出现环向裂缝，仔细用手触摸，可明显感觉裂缝两侧有高差，沿裂缝凿除混凝土后，发现混凝土呈锥形，破损处出现姜黄色石子，该石子为膨胀源，这是碱骨料反应的典型特征,见图10。碱骨料反应是由于混凝土骨料含有氧化镁、硫酸盐或生石灰等骨料，当含碱量超过一定量（一般控制在3kg/m3之内）时，这些骨料吸潮后膨胀致使混凝土开裂起壳。这类病害往往呈弥漫性，可以说是混凝土的“癌症”。

图10 空心板梁因碱骨料反应，破损区域呈锥形状

碱骨料反应对槽形梁自损较为严重，不仅削弱梁体的有效截面，而且随时间推移，梁体表面出现碱骨料反应的区域将不断增加，影响上部结构的承载能力，要防止碱骨料反应必须把好混凝土原材料关，对已经出现此类病害的，建议对病害部位凿除开裂起壳混凝土，挖除膨胀核心，再用聚合物修补砂浆修补，维修后表面清洗干净，再涂刷渗透结晶型浓缩浆料，以封闭混凝土表面毛细孔，隔绝水分或潮气侵入，以确保结构的耐久性，并加强日常巡查，对新出现的碱骨料反应须及时修复。结语

综上所述，空心板梁出现的裂缝种类虽多，但每一条裂缝都有其产生的具体原因，本文通过对空心板梁裂缝的分类、对应裂缝产生的原因及各种裂缝处治措施的详细阐述，对桥梁养护人员正确认识空心板梁裂缝提供技术支持。

参考文献

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[5] 王欣智，谈先张法预应力混凝土空心板梁纵向裂缝分析及处治[J]，建筑科技与管理，2009，9。